Termopari on lämpötilan mittaustyökalu, joka liitetään tietojen tulkintalaitteeseen ja muodostaa erittäin tarkan anturin. Se johtuu menestyksestään korkeasta reaktionopeudestaan verrattuna muihin anturimalleihin. Kuitenkin kaikki termoparin lämpötila-anturit eivät tarjoa identtistä vasteaikaa. Termoparit luokitellaan tyyppeihin (K, J, T, E, R, S, B) niiden suunnittelussa käytetyistä materiaaleista riippuen. Vaihteleeko termoparien vasteaika tyypistä riippuen? Pitäisikö meidän tarkastella myös muita termoparien ominaisuuksia? Jos haluat varustaa itsesi mahdollisimman herkällä lämpötila-anturilla, tässä on avaimet ymmärtääksesi, mikä määrittää termoparin vasteajan.
Mitkä ovat lämpöparien erilaiset ominaisuudet?
Jos lämpöparien alueet ehdotetut ovat laajoja, tämä johtuu siitä, että niiden suunnittelu sisältää monia parametreja. Nämä ominaisuudet vaikuttavat lämpötilamittauksen tarkkuudesta ja vasteajasta termoparista.
Johdinlankojen materiaalit
Kaksi johtoa, jotka muodostavat lämpöparijärjestelmän sydämen, sisältävät erilaisia johtavia metalleja tai metalliseoksia. Näiden metallilankojen luonne määrittää tyypin lämpöpari eurooppalaisen standardin mukaisesti, joka luokittelee ne.
Tyypit K, J, T ja E ovat yleisimpiä. R, S ja B sisältävät jalometalleja, mikä nostaa niiden hintaa. Suuri ero näiden kahden luokan välillä on peitetty lämpötila-alue celsiusasteina. Tyypit K, J, T ja E voivat mitata lämpötilaa absoluuttisesta nollasta korkeisiin lämpötiloihin (jopa 1200°C). R, S ja B lämpömittaukset voivat nousta erittäin korkeisiin lämpötiloihin (jopa 1 800 °C). Jalometallit ovat myös vähemmän alttiita korroosiolle, joita voi esiintyä tietyissä ympäristöissä. Jokainen näistä tyypeistä tarjoaa optimaalisen mittausalueen. Varmistamalla, että termoparin lämpötila-alue vastaa mitattavia lämpötiloja, luodaan parhaat olosuhteet tarkkaan lämpötilan säätöön.
Termoparin suojaus
Taloudellisin on paljas lankatermopari joka tulee ilman suojavaippaa. Se sisältää kaksi metallilankaa, jotka on juotettu yhteen toisesta päästä. Tämän tyyppinen lämpötila-anturi on kestävä ajan mittaan. Toisaalta suojan puuttuminen tekee siitä herkän tietyille ulkoisille tekijöille, kuten hapettavalle tai pelkistävälle ympäristölle. Termoparit voivat myös olla mukana mineraalieristys metallivaipassa, se on sitten vaipallinen anturi. Eniten mineraalieristeen suunnittelussa käytetyt materiaalit ovat alumiinioksidi, magnesium, toriumdioksidi ja zirkoniumdioksidi. Pääkriteeri näiden materiaalien valinnassa on lämmönkestävyys. Metallivaipan materiaalivalikoima on laaja. Sinun on jälleen otettava huomioon valitsemasi lämpötila sekä ympäristö, jossa anturi tulee olemaan. Vaippa tekee mittapäästä vankan ja sähköeristetyn.
Liitosmenetelmä
Toinen termoparisondin ominaisuus on sen liitosmenetelmä eli se miten kaksi johtoa on kytketty mitattavassa lämpötilan tunnistuspisteessä. Juotetussa liitoksessa johtavat johdot juotetaan vaippaan. Kun liitoskohta on eristetty, johdot ja niiden liitos sijaitsevat vaipan sisällä. Sitten ne eristetään vaipasta. Paljas liitos sijaitsee vaipan ulkopuolella. Vaippa on tiivistetty metallilankojen ulostulokohdan ympäriltä parhaan mahdollisen tiivistyksen takaamiseksi.
Liitäntäkaapeli
Johtavien johtojen toinen pää on kytketty laitteeseen, joka kirjoittaa anturin synnyttämän potentiaalieron (eli sähkömotorisen voiman) voltteiksi tai näytöltä luettavaksi lämpötilaksi. Kun se on tarpeellista lisäämään anturin ja mittauslaitteen välistä etäisyyttä, käytämme liitäntäkaapeleita. Käytettävissä on kaksi ratkaisua, termoelementtikaapeli tai kompensointikaapeli. Termoparin kaapeli on valmistettu samoista materiaaleista kuin termopari, joka voi olla liian kallista, kun jälkimmäinen koostuu jalometalleista. Kompensointikaapeli koostuu johtavista johtimista, joiden lämpösähköiset ominaisuudet vastaavat lämpöparin johtavia johtimia.
Mitkä ominaisuudet vaikuttavat termoparin vasteaikaan?
Termoparin tyyppi määrittää lämpötilan mittauksen tarkkuuden ja kestävyyden. Toisaalta sillä ei ole merkittävää roolia vastenopeuteen. Muut aiemmin nähdyt mittapään rakenneosat vaikuttavat toisaalta reaktioaikaan.
Mitä suorempi kosketus ympäristöön, jonka lämpötilaa halutaan mitata (ympäristön lämpötila, kaasu, neste), sitä suurempi on emissiokyky. Joka tarkoittaa lämmönsiirto tapahtuu nopeasti. Paljaslankaiset lämpöparit, joissa on ulkoinen liitos, tarjoavat näin nopean vasteen. Tämä koskee myös hitsattuja liitosantureita. Koska johdot ovat suoraan kosketuksessa vaipan kanssa, lämpö kiertää nopeasti.
Vastausaika on myös funktio vaipan kokoa. Halkaisijaltaan pieni vaippa (esimerkiksi 0,25 mm, 0,5 mm tai 1 mm) tarjoaa paremman reaktioajan. Ole varovainen valitessasi tätä vaippaa, sen kestävyys tietyissä ympäristöissä ja korkeissa lämpötiloissa voi olla pienempi kuin termoparin. Jos vaippa on vaurioitunut, termoparin kalibrointi (kutsutaan myös kalibroinniksi), jotka on suoritettu ennen anturin käyttöä, voivat muuttua.
